面向自动化生产线的控制终端设计
发布时间：2021-04-16 16:39
随着传统制造执行系统（MES）的推广应用,离散制造业初步实现了工业化和信息化融合,在很大程度上提升了生产过程的智能自动化水平。但是,在实际自动化生产线的信息化改造进程中,依然存在设备品牌各异,内部协议种类繁多,缺少特定数据接口或者接口数量不足等问题,致使生产线无法及时和上层控制系统进行数据交互,产生“数据孤立”。同时,专用生产设备的智能化水平有限,降低了整个生产线实时监控系统的工作效率。针对以上问题,本文提出应用物联网和嵌入式技术,设计一款面向自动化生产线的新型控制终端,实现设备可靠的融入系统。本文主要研究内容包括:（1）分析并总结自动化单机设备融入生产线实时监控系统中面临的问题,提出以控制终端为纽带的设备融入方案,解决自动化生产线上存在的“数据孤立”问题。（2）采用核心板-底板的双层架构模式,从整体上对控制终端的硬件结构进行划分,完成相关的电路、电源设计。核心板作为主控中心,以Cortex-A9芯片为核心,实现终端的控制操作;底板作为通用模块,主要实现数据的采集、传送和通信接口的扩展等。（3）以Linux为内核,Android系统为操作系统,完成嵌入式软件开发环境的搭建、驱动程序和应...
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Exynos4412四核处理器内部结构图
图 2.9 SDRAM 的电路设计2.3.4 NandFlash 电路设计Flash 分为 NorFlash 和 NandFlash 两种，在经过研究对比之后，控制终端结合 NorFlash 和 NandFlash 各自的特点，决定采用组合的方式进行数据和程序的存储。其中，NandFlash 在核心板上，作为启动 ROM 和系统程序保存 ROM；NorFlash 存在于底板上，存储少量的启动代码等。此处，先介绍核心板上的NandFlash 电路设计。NandFlash 模块采用 EMMC(Embedded Multi Media Card)存储芯片。EMMC是随嵌入式产品应运而生的，利用 BGA 封装，将高密度 NANDFlash 和 MMC调节器封装到 BGA 芯片中，具备快速、可升级的性能。优势如下：（1）简化嵌入式产品储存器的设计。EMMC 是当今最流行的移动设备本地存储解决方案，其设计的目的就是为了实现不同品牌的 NandFlash 芯片能够通用，从而使存储器的设计简化。（2）更新速度快。NandFlash 制程技术更新速度的不断加快，容易造成存
中国计量大学硕士学位论文储器更新限制的问题，因此 EMMC 这种将存储器和 NandFlash 控制芯片都封装在一个 BGA 芯片中的做法逐渐在市场占据主导。（3）加快产品的研发速度。采用 EMMC 芯片，可以大大节省处理复杂的NAND Flash 问题的时间，加快研究进程，减少设计费用。在核心板上选用 KLMxGxFEJA-x001(eMMC4.41)芯片进行设计，芯片读写速度为 104MB/25MB，工作电压为 1.8V～3.3V，通过 Exynos4412 的 NandFlash管理器接口与其实现无缝连接，电路设计如图 2.10 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题[J]. 王雷,蔡劲草,石鑫. 南京理工大学学报. 2017(04)
[2]基于三星Exynos4412的智能医疗系统的设计和实现[J]. 乔增光,屈八一,程腾. 软件. 2017(06)
[3]双种群混合遗传算法求解柔性作业车间调度问题[J]. 程子安,童鹰,申丽娟,于帅帅,李明. 计算机工程与设计. 2016(06)
[4]基于PLC的多数据采集监测报警系统研究[J]. 高燕,刘瑾,张菁,颜超超. 仪表技术与传感器. 2016(05)
[5]基于嵌入式Linux的工业控制系统设计与实现[J]. 周涛,项嵘,李浩,徐文涛. 电子设计工程. 2016(07)
[6]基于UDP协议的心电图波形传输研究与实现[J]. 刘阅军,闵新力,顾勇,任传成,张余,王明亮. 计算机应用与软件. 2016(01)
[7]嵌入式Linux驱动开发技术综述[J]. 孙文华,黄凌云. 广东通信技术. 2015(11)
[8]求解柔性作业车间调度问题的两级邻域搜索混合算法[J]. 赵诗奎. 机械工程学报. 2015(14)
[9]基于GPS的物联网智能终端定位技术研究与应用[J]. 吴春祥. 东莞理工学院学报. 2015(03)
[10]基于嵌入式芯片的智能语音系统的设计[J]. 董海燕. 电子技术与软件工程. 2015(07)
博士论文
[1]基于改进遗传算法的汽车装配生产线平衡问题研究[D]. 李险峰.北京科技大学 2017
硕士论文
[1]基于DSP的电动汽车数据采集分析系统[D]. 丁泽峰.湖北工业大学 2017
[2]基于DSP+ARM构架的DSO处理系统硬件设计[D]. 刘章源.电子科技大学 2016
[3]物联网环境下的车间动态物料配送方法研究[D]. 杨清.合肥工业大学 2015
[4]机器视觉在汽车零部件生产线中的应用研究[D]. 王欢.沈阳工业大学 2015
[5]Linux内核设备驱动研究[D]. 董华维.西安电子科技大学 2014
[6]基于IEEE 802.11的专用无线通信协议研究与设计[D]. 曾陟维.北京邮电大学 2014
[7]面向物联网的工序接入终端开发设计[D]. 演鑫.中国计量学院 2013
[8]基于PLC的螺杆泵检测台数据采集与处理系统研究[D]. 宗秀玲.兰州理工大学 2013
[9]基于ARM9的嵌入式Linux系统移植与驱动开发[D]. 聂和平.南京邮电大学 2013
[10]WX公司汽车零部件生产物流优化问题研究[D]. 冯静芳.大连海事大学 2012
本文编号：3141789
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Exynos4412四核处理器内部结构图
图 2.9 SDRAM 的电路设计2.3.4 NandFlash 电路设计Flash 分为 NorFlash 和 NandFlash 两种，在经过研究对比之后，控制终端结合 NorFlash 和 NandFlash 各自的特点，决定采用组合的方式进行数据和程序的存储。其中，NandFlash 在核心板上，作为启动 ROM 和系统程序保存 ROM；NorFlash 存在于底板上，存储少量的启动代码等。此处，先介绍核心板上的NandFlash 电路设计。NandFlash 模块采用 EMMC(Embedded Multi Media Card)存储芯片。EMMC是随嵌入式产品应运而生的，利用 BGA 封装，将高密度 NANDFlash 和 MMC调节器封装到 BGA 芯片中，具备快速、可升级的性能。优势如下：（1）简化嵌入式产品储存器的设计。EMMC 是当今最流行的移动设备本地存储解决方案，其设计的目的就是为了实现不同品牌的 NandFlash 芯片能够通用，从而使存储器的设计简化。（2）更新速度快。NandFlash 制程技术更新速度的不断加快，容易造成存
中国计量大学硕士学位论文储器更新限制的问题，因此 EMMC 这种将存储器和 NandFlash 控制芯片都封装在一个 BGA 芯片中的做法逐渐在市场占据主导。（3）加快产品的研发速度。采用 EMMC 芯片，可以大大节省处理复杂的NAND Flash 问题的时间，加快研究进程，减少设计费用。在核心板上选用 KLMxGxFEJA-x001(eMMC4.41)芯片进行设计，芯片读写速度为 104MB/25MB，工作电压为 1.8V～3.3V，通过 Exynos4412 的 NandFlash管理器接口与其实现无缝连接，电路设计如图 2.10 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题[J]. 王雷,蔡劲草,石鑫. 南京理工大学学报. 2017(04)
[2]基于三星Exynos4412的智能医疗系统的设计和实现[J]. 乔增光,屈八一,程腾. 软件. 2017(06)
[3]双种群混合遗传算法求解柔性作业车间调度问题[J]. 程子安,童鹰,申丽娟,于帅帅,李明. 计算机工程与设计. 2016(06)
[4]基于PLC的多数据采集监测报警系统研究[J]. 高燕,刘瑾,张菁,颜超超. 仪表技术与传感器. 2016(05)
[5]基于嵌入式Linux的工业控制系统设计与实现[J]. 周涛,项嵘,李浩,徐文涛. 电子设计工程. 2016(07)
[6]基于UDP协议的心电图波形传输研究与实现[J]. 刘阅军,闵新力,顾勇,任传成,张余,王明亮. 计算机应用与软件. 2016(01)
[7]嵌入式Linux驱动开发技术综述[J]. 孙文华,黄凌云. 广东通信技术. 2015(11)
[8]求解柔性作业车间调度问题的两级邻域搜索混合算法[J]. 赵诗奎. 机械工程学报. 2015(14)
[9]基于GPS的物联网智能终端定位技术研究与应用[J]. 吴春祥. 东莞理工学院学报. 2015(03)
[10]基于嵌入式芯片的智能语音系统的设计[J]. 董海燕. 电子技术与软件工程. 2015(07)
博士论文
[1]基于改进遗传算法的汽车装配生产线平衡问题研究[D]. 李险峰.北京科技大学 2017
硕士论文
[1]基于DSP的电动汽车数据采集分析系统[D]. 丁泽峰.湖北工业大学 2017
[2]基于DSP+ARM构架的DSO处理系统硬件设计[D]. 刘章源.电子科技大学 2016
[3]物联网环境下的车间动态物料配送方法研究[D]. 杨清.合肥工业大学 2015
[4]机器视觉在汽车零部件生产线中的应用研究[D]. 王欢.沈阳工业大学 2015
[5]Linux内核设备驱动研究[D]. 董华维.西安电子科技大学 2014
[6]基于IEEE 802.11的专用无线通信协议研究与设计[D]. 曾陟维.北京邮电大学 2014
[7]面向物联网的工序接入终端开发设计[D]. 演鑫.中国计量学院 2013
[8]基于PLC的螺杆泵检测台数据采集与处理系统研究[D]. 宗秀玲.兰州理工大学 2013
[9]基于ARM9的嵌入式Linux系统移植与驱动开发[D]. 聂和平.南京邮电大学 2013
[10]WX公司汽车零部件生产物流优化问题研究[D]. 冯静芳.大连海事大学 2012
本文编号：3141789
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